本发明专利技术涉及除尘装置和除尘方法。本发明专利技术提供了一种易于固定并能够有效地利用压电装置的固有位移能力且实现高除尘性能的除尘装置。在该压电装置中，第一电极和第二电极被彼此相对地布置在压电装置的板表面上，压电装置的第一电极平面被固定接合到振动板的板表面，使形成压电装置的压电材料在与第一电极平面平行的方向上极化，压电装置通过压电装置的第二电极平面被固定到基底，并且压电装置产生以固定的第二电极平面为参考平面的厚度切变振动。由压电装置产生的压电振动在振动板中产生弯曲振动，从而去除附着到振动板的表面的尘埃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及去除附着到诸如数字照相机的图像拾取装置和图像拾取装置内包含 的光学组件的表面的尘埃的技术，更具体地，涉及通过应用振动来去除尘埃的除尘装置和 除尘方法。
技术介绍
在用于通过将图像信号转换为电信号来拾取图像的诸如数字照相机的图像拾取 装置中，通过诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像拾取元件来 接收摄影光通量。然后，从图像拾取元件输出的光电转换信号被转换为图像数据，图像数据 被记录在诸如存储卡的记录介质上。在这种图像拾取装置中，光学低通滤波器和红外截止 滤波器布置在图像拾取元件的前面(被拍摄体侧)。在这种类型的图像拾取装置中，当尘埃附着到图像拾取元件的覆盖玻璃的表面或 这些滤波器的表面时，在所拾取的图像中尘埃呈现为黑点。特别是，在包括可更换的透镜的 单镜头反射数字照相机中，当更换透镜时尘埃可能通过透镜支架的开口进入数字照相机主 体，并可能附着到图像拾取元件的覆盖玻璃的表面或者滤波器的表面。鉴于上面所述，已经提出了一种包括通过使用压电装置的振动来去除附着到表 面的尘埃的除尘装置的数字照相机(参见例如日本专利申请公开No. 2003-348403和 2008-228074)。在日本专利申请公开No. 2003-348403和2008-228074中的每一个中公开的数字 照相机中包括的除尘装置中，对固定接合到振动板的压电装置施加电压以便驱动压电装 置，从而产生引起振动板在光轴方向上(即振动板的厚度方向上)的位移的弹性振动(下 文中定义为弯曲振动(flexural vibration)).除尘装置通过应用由此产生的弯曲振动来 去除附着到振动板的表面的尘埃。在上述配置中，根据日本专利申请公开No. 2003-348403,由被称为加压部件的诸 如环状部件或多个部件的部件在振动板的周围部分中对振动板加压。由于通过加压部件施 加的偏压力，除尘装置被保持并固定到图像拾取元件或数字照相机主体。类似地，根据日本专利申请公开No. 2008-228074,通过被称为保持部件的部件 (例如由诸如具有弹簧特性(弹性)的金属的材料形成的单个组件)对振动板施加压力。 由于通过保持部件施加的偏压力，除尘装置被保持并固定到图像拾取元件或数字照相机主 体。此外，压电装置是具有环形或矩形的板的形式，并包括压电材料和一对彼此相对 的电极。这对电极包括布置在压电材料的板表面上的第一电极和第二电极。第一电极也被 称为下电极，第二电极也被称为上电极。这里，通过电极之间施加的电场在压电材料中产生 拉伸应变，该拉伸应变产生引起压电装置在与振动板的光轴垂直的方向上(即，与压电装 置的厚度方向垂直的方向(下文中定义为长度方向)上)的位移的弹性振动(下文中定义 为长度振动)。由于压电装置的长度振动，在压电装置与固定接合到压电装置的振动板之间产生应力，从而在振动板中产生弯曲振动。在振动板中，以频率或相位控制施加到压电装置的电压，使得振动板的弯曲振动 可产生被称为振动模式的具有多个节点和腹点的多阶驻波、或者具有节点和腹点并相对于 时间在振动板的长度方向上移动的载波。例如，在日本专利申请公开No. 2008-228074中公 开的数字照相机中包括的除尘装置中，一对压电装置被施加相位反转180度的电压，使得 可以产生两种振动模式(即第18阶振动模式和第19阶振动模式)，并且两种振动模式被选 择性地有效使用，从而去除附着到振动板表面的尘埃。 这里，以接近振动板的共振频率的频率驱动日本专利申请公开No. 2003-348403 和2008-228074的除尘装置，由此即使在较小的电压施加到压电装置时在振动板中也可产 生较大的弯曲振动。此外，压电装置的长度振动的幅度与由压电陶瓷的压电横向效应所得到的压电位 移的幅度密切相关。同时，当前在各种装置中使用的压电装置使用含有大量铅的压电材料，例如含有 铅的锆钛酸铅(PZT =PbZr1^xTixO3)。然而，现已指出这种由含有大量铅的PZT制成的压电材 料会不利于生态系统，因为例如当压电材料一旦被丢弃而暴露在酸雨中时，压电材料中的 铅成分渗入土壤。有鉴于此，近年中，考虑到环境并遵守限制在各种产品中的铅的使用的规 定，不含有铅或者含有微量铅的压电材料(无铅压电材料)及为此的产品的开发正在研究 和考虑中。然而，还未实现各种属性等同于PZT的各种属性的无铅材料，仍然只有使用在质 量上等同于PZT的无铅压电材料的商用化装置的少量例子。如上所述，在日本专利申请公开No. 2003-348403和2008-228074中公开的数字照 相机中包括的除尘装置中，在压电装置中产生长度振动，从而在振动板中产生弯曲振动。除 尘装置通过应用由此产生的弯曲振动来去除附着到振动板表面的尘埃。然而，要在压电装置中产生的振动是长度振动，由此除尘装置不能直接固定到图 像拾取元件或者数字照相机主体。因此，为了固定保持除尘装置，需要设置加压部件或保持 部件用于产生偏压力。然而，振动板经受弯曲振动，而压电装置本身经受长度振动，不管在 何处由加压部件或保持部件来保持除尘装置，除尘装置都不可能在不妨碍振动板的振动的 情况下被保持。因此，根据除尘装置的常规配置，存在当除尘装置被保持并固定到图像拾取 元件或数字照相机主体时除尘性能下降的问题。此外，除尘装置的常规配置要求用于将除尘装置固定到图像拾取元件或数字照相 机主体的加压部件和保持部件，但是本来加压部件和保持部件对除尘装置来说不是必要 的。此外，压电装置的长度振动的幅度与由压电陶瓷的压电横向效应所得到的压电位 移的幅度密切相关。除了压电横向效应之外，压电陶瓷的压电效应还包括压电纵向效应和 压电厚度切变(shear)效应。这里，压电横向效应指的是当在与极化轴方向相同的方向上 施加电场时，压电陶瓷中在与极化轴和电场施加方向垂直的方向上产生的应变。压电纵向 效应指的是当在与极化轴方向相同的方向上施加电场时，压电陶瓷中在相同方向上产生的 应变。压电厚度切变效应指的是当在与极化轴方向垂直的方向上施加电场时在压电陶瓷中 产生的切变应变。由压电效应所得到的压电位移的幅度的关系定义如下压电厚度切变效应>压电纵向效 应>压电横向效应。例如，在作为压电陶瓷的典型示例的锆钛酸铅(PZT: PbZr1^xTixO3)和钛酸钡(BTO=BaTiO3)的情况下，由压电厚度切变效应所得到的压电位移的 幅度比由压电横向效应所得到的压电位移的两倍还要大。换句话说，在使用压电装置的长 度振动的常规除尘装置中，存在压电装置固有位移能力不能被有效使用的问题。此外，在日本专利申请公开No. 2008-228074的数字照相机中包括的除尘装置中， 压电装置具有长方体形状。然而，由于在振动板中产生的弯曲振动，在振动板上形成的波前 (这里，波前被定义为在某一时间点上通过连接波的相同相位的点获得的连续的表面)与 长方体形状的压电装置的某一边(下文中被称为纵向方向)平行，该边与压电装置的长度 方向平行。然而，在压电装置中产生的长度振动在压电装置的长度方向上全方向地发生，由 此具有相等振幅的相同波前可能难以在振动板上形成。因此，根据常规除尘装置，存在除尘 性能依赖于振动板上的区域而差别很大的问题。
技术实现思路
鉴本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种要被设置在基底上的除尘装置，包括：板式的压电装置，所述板式的压电装置包括板式的压电材料和在所述压电材料的板表面上彼此相对地布置的一对电极；以及振动板；其中所述压电装置具有固定接合到所述振动板的板表面的第一电极平面，其中所述压电材料被与所述第一电极平面平行地极化，以及其中所述除尘装置通过所述压电装置的第二电极平面被固定到所述基底。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：伊福俊博，古田达雄，斋藤宏，武田宪一，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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